涂料生產(chǎn)工藝學(xué)教材(共52頁(yè)).ppt

1、涂料生產(chǎn)工藝學(xué)涂料生產(chǎn)工藝學(xué) 涂料生產(chǎn)的定義涂料生產(chǎn)的定義 涂料生產(chǎn)是把樹(shù)脂參加溶劑制成漆料，然后再用漆料配成清漆或色漆。 色漆是把顏料穩(wěn)定地分散于漆料中的涂料，是涂料中生產(chǎn)量最大、品種最多的產(chǎn)品。 涂料生產(chǎn)流程涂料生產(chǎn)流程乳膠漆制備的工藝流程乳膠漆制備的工藝流程乳膠漆制備的設(shè)備流程乳膠漆制備的設(shè)備流程分散設(shè)備和工藝分散設(shè)備和工藝 現(xiàn)在研磨分散設(shè)備以高速分散機(jī)為主，與其配套的預(yù)混合設(shè)備為砂磨機(jī)。 預(yù)混合以混合為主，并起到粗分散的作用。顏料的分散過(guò)程顏料的分散過(guò)程 顏料的分散經(jīng)過(guò)：潤(rùn)濕、分散和穩(wěn)定。 1潤(rùn)濕 顏料外表的水分、空氣被漆料置換，并在顏料外表形成新包覆膜的過(guò)程，稱為潤(rùn)濕。 2研磨與分散

2、 顏料的顆粒大小是按規(guī)定要求生產(chǎn)的，但因形成聚集體，需重新分散開(kāi)。 穩(wěn)定 顏料分散以后，仍有相互聚集的傾向，即絮凝傾向，為此需要將已分散的粒子穩(wěn)定起來(lái)，也就是保護(hù)起來(lái)，否那么，由于絮凝可引起遮蓋力、著色力等下降，甚至聚結(jié)。分散中剪切力的作用分散中剪切力的作用 涂料中主要使用剪切力來(lái)分散。 剪切速度是由研磨設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)決定的，剪切速度一定時(shí)， 剪切力和粘度成正比。 粘度高，剪切力大，對(duì)研磨有利的。 為了以最快速度別離聚集體，研磨料要調(diào)整到較高的黏度，盡量到達(dá)最大剪切應(yīng)力。預(yù)分散預(yù)分散 混合預(yù)分散常采用高速分散機(jī)，在低速攪拌下，逐漸將顏料加于基料中混合均勻。 當(dāng)圓盤(pán)周邊速率到達(dá)21m/s以上時(shí)，

3、易分散顏料只需10分鐘左右，便可微細(xì)地分散于基料中。 對(duì)于難分散顏料(大顏料粒子、硬附聚體)，在高速下分散幾分鐘，只能將大的附聚粒子初步破碎，使附聚粒子的內(nèi)部外表更多地展現(xiàn)于基料中而被潤(rùn)濕,要微細(xì)分散還需研磨。 所以用高速分散機(jī)進(jìn)行的混合過(guò)程，我們也稱之預(yù)分散。預(yù)分散使得砂磨能正常生產(chǎn)，分散細(xì)度可滿足要求。高速分散機(jī)高速分散機(jī)4000-5000rpm，圓周線速度到達(dá)圓周線速度到達(dá)2000cm/s以上。以上。 研磨分散研磨設(shè)備: 砂磨機(jī)、球磨機(jī)，三輥機(jī)，二輥機(jī)和膠體磨，籃式研磨機(jī)。通常采用砂磨機(jī)。 砂磨分散是種精細(xì)研磨，對(duì)中、小附聚粒子的破碎很有效，但對(duì)大的附聚粒子不起作用。故送入砂磨的色漿必須

4、經(jīng)高速分散機(jī)預(yù)分散。砂磨珠粒直徑一般在1mm左右。粒徑越小，研磨接觸點(diǎn)越多，只要對(duì)一定粘度的研磨料它有足夠的分散能的話，越細(xì)分散效果越好，只要不阻礙色漿過(guò)濾。由于砂磨粒子較小，對(duì)于膨脹性研磨料(高濃顏料漿)，粒子的分散能被增加的粘滯阻力抵消，研磨分散效果很差，這對(duì)球磨機(jī)也是一樣的，此時(shí)應(yīng)換用三輥機(jī)分散。研磨分散研磨分散 研磨是色漆生產(chǎn)中能量消耗最大的工序。每噸磁漆需要電能100500kWh。 高效研磨設(shè)備的要求： 研磨時(shí)間短； 漆漿能到達(dá)穩(wěn)定的分散狀態(tài)，顏料能發(fā)揮最正確性能。砂磨機(jī)砂磨機(jī) 砂磨機(jī)是目前物料適應(yīng)性最廣、最為先進(jìn)、效率最高的研磨設(shè)備，研磨腔最為狹窄，撥桿間隙最小，研磨能量最密集，配

5、合高性能的冷卻系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)物料連續(xù)加工連續(xù)出料，極大的提高了生產(chǎn)效率要。 由機(jī)體、磨筒、砂磨盤(pán)撥桿、研磨介質(zhì)、電機(jī)和送料泵組成，進(jìn)料的快慢由進(jìn)料泵控制。該設(shè)備的研磨介質(zhì)一般分為氧化鋯珠，玻璃珠、硅酸鋯珠等。 砂磨研磨料的粘度一般在315P之間，砂磨機(jī)應(yīng)采取夾套水冷卻來(lái)控制研磨溫度。砂磨時(shí)，珠粒子與研磨料的體積比為11時(shí)，分散效果最好。珠粒過(guò)多，那么它們處于擁擠狀態(tài)，珠粒之間的剪切力大大降低，影響分散；擁擠的珠粒還造成磨盤(pán)的過(guò)度磨損。珠粒太少，珠粒間距離加大，造成施加于顏料附聚粒子上的剪切作用過(guò)分喪失(例如，附聚粒子為2080m，假設(shè)珠粒間平均距離由60m增至120m，分散效果很差

6、)。砂磨機(jī)有立式和臥式、分批生產(chǎn)和連續(xù)生產(chǎn)之分，也有小型和大型之分。生產(chǎn)量大時(shí)宜采用大型砂磨機(jī)，因砂磨機(jī)的功耗與砂磨機(jī)容積的平方根成正比。例如，60升的砂磨機(jī)功耗僅是15升的2倍。臥式砂磨機(jī)臥式砂磨機(jī)立式砂磨機(jī)立式砂磨機(jī)球磨機(jī)球磨機(jī) 球磨機(jī)是物料被破碎之后，再進(jìn)行粉碎的關(guān)鍵設(shè)備。球磨機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的高細(xì)磨機(jī)械之一，其種類有很多，如管式球磨機(jī)，棒式球磨機(jī)，超細(xì)層壓磨機(jī)，手動(dòng)球磨機(jī)，臥式球磨機(jī)。球磨機(jī)筒體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候，研磨體由于慣性和離心力作用，摩擦力的作用，使它附在筒體襯板上被筒體帶走，當(dāng)被帶到一定的高度時(shí)候，由于其本身的重力作用而被拋落，下落的研磨體像拋射體一樣將筒體內(nèi)的物料給擊碎。 球磨

7、機(jī)裝球量一般為其容積的球磨機(jī)裝球量一般為其容積的1/3 1/2。1/2裝球量有最正確分散效率，在其上下，研磨產(chǎn)量都減少。裝球量有最正確分散效率，在其上下，研磨產(chǎn)量都減少。低至低至1/3裝球量可參加更大體積的研磨料，但產(chǎn)量約減少裝球量可參加更大體積的研磨料，但產(chǎn)量約減少10%。研磨料的參加量以正好把球全部蓋住為宜。研磨料的參加量以正好把球全部蓋住為宜。磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，傳動(dòng)軸承和減速機(jī)的溫升不超過(guò)磨機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，傳動(dòng)軸承和減速機(jī)的溫升不超過(guò)55，最，最高不超過(guò)高不超過(guò)60。球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主軸承潤(rùn)滑油的溫升不超過(guò)球磨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主軸承潤(rùn)滑油的溫升不超過(guò)55。球磨機(jī)相對(duì)于砂磨機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于：對(duì)于硬而粗的大

8、附聚粒子，它最終都能到達(dá)很高的分散度，故球磨前可以不需要預(yù)分散。但預(yù)分散明顯地可節(jié)省75%80%球磨時(shí)間。另外，球磨色漿的溶劑體積一般僅是成品色漆的1/5 1/8(砂磨為1/2 1/3)，密封操作又防止了溶劑的揮發(fā)損失。但球磨時(shí)間往往很長(zhǎng)，有時(shí)出料還會(huì)造成困難。生產(chǎn)的機(jī)動(dòng)靈活性差，且實(shí)際生產(chǎn)效率并非很高，因而，采用球磨生產(chǎn)的比例在不斷地下降。球磨機(jī)球磨機(jī)三輥機(jī)三輥機(jī) 三輥研磨機(jī)通過(guò)水平的三根輥筒的外表相互擠壓及不同速度的摩擦而到達(dá)研磨效果。 三輥機(jī)主要用以分散溶劑含量在30%以下的高固體份基料和較高比例顏料份組成的高粘度(20100P)研磨料；送入三輥機(jī)的研磨料必須經(jīng)強(qiáng)勁有力的拌合機(jī)或捏和機(jī)預(yù)

9、混合(這類拌和機(jī)也適用于制備厚漿形膩?zhàn)赢a(chǎn)品)。預(yù)混合以后，在三輥機(jī)上研磨34遍，細(xì)度也僅5-10m左右。 輥筒的圓徑經(jīng)過(guò)高精密研磨，精確細(xì)膩，能使物料的研磨細(xì)度到達(dá)15m左右，因此能夠生產(chǎn)出均勻細(xì)膩的高品質(zhì)產(chǎn)品。三輥研磨機(jī)是高粘度物料最有效的研磨、分散設(shè)備。三輥機(jī)三輥機(jī)膠體磨膠體磨 膠體磨它是一種精細(xì)分散設(shè)備，也可以制備高質(zhì)量的微細(xì)顏料分散體 膠體磨是由電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)齒或稱為轉(zhuǎn)子與相配的定齒或稱為定子作相對(duì)的高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生向下的螺旋沖擊力，透過(guò)定、轉(zhuǎn)齒之間的間隙間隙可調(diào)摩擦力、高頻振動(dòng)、高速旋渦等物理作用，使物料被有效地分散和粉碎，到達(dá)物料超細(xì)粉碎的效果。 膠體磨的生產(chǎn)率與間隙尺寸有

10、很大關(guān)系，可調(diào)間隙范圍在25m3mm之間，一般調(diào)至50m75m，平均粒徑可低至2m3m。但進(jìn)膠體磨的研磨料必須預(yù)分散。 膠體磨的生產(chǎn)能力，從小型到大型，最低為100L/h，最高可達(dá)5600L/h膠體磨膠體磨分散設(shè)備比較分散設(shè)備比較機(jī)器類型機(jī)器類型高速分散高速分散球磨球磨砂磨砂磨三輥三輥二輥二輥預(yù)混合不需要不需要需要需要需要粘度范圍34 Pa.s0.20.5Pa.s0.131.5Pa.s510Pa.s很高處理粗聚集能力較好好差較好好分散效率較好較差較差較差差溶劑揮發(fā)低無(wú)低高完全揮發(fā)清洗容易難較容易較容易較容易要求技術(shù)低高中中較低操作費(fèi)用低低中高很高投資費(fèi)用低高中高很高研磨終點(diǎn)的判斷研磨終點(diǎn)的判斷

11、工業(yè)工業(yè) 上常用細(xì)度板來(lái)判斷研磨終點(diǎn)。上常用細(xì)度板來(lái)判斷研磨終點(diǎn)。細(xì)度板上細(xì)度并不代表涂料中顏細(xì)度板上細(xì)度并不代表涂料中顏料的真實(shí)分散情況。料的真實(shí)分散情況。分散的好壞可用遮蓋力和著色強(qiáng)分散的好壞可用遮蓋力和著色強(qiáng)度來(lái)表示。白漿看遮蓋力，色漿度來(lái)表示。白漿看遮蓋力，色漿看著色強(qiáng)度?？粗珡?qiáng)度。籃式研磨機(jī)籃式研磨機(jī) 籃式研磨機(jī)工作原理為自吸葉輪高速吸料研磨籃內(nèi)極細(xì)的研磨分散盤(pán)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生分散、混合、循環(huán)效應(yīng)由此形成吸料、研磨、出料的高效率循環(huán)，解決了物料翻動(dòng)的難題，防止循環(huán)死角，短時(shí)間內(nèi)可得到出色的研磨效果。 作為精研磨設(shè)備，在用籃式研磨機(jī)研磨前需要由高速分散機(jī)進(jìn)行預(yù)分散后再由籃式研磨機(jī)進(jìn)行精研

12、磨。目前該類籃式研磨機(jī)占絕大多數(shù)。 作為分散研磨的一體化設(shè)備，無(wú)需高速分散機(jī)進(jìn)行預(yù)分散，而是將分散與研磨兩道工序由籃式研磨機(jī)一臺(tái)機(jī)器、一道工序?qū)崿F(xiàn)。這是很有創(chuàng)新意義的籃式研磨機(jī)，對(duì)于工序的簡(jiǎn)化、效率的提高，都具有積極的意義。藍(lán)式研磨機(jī)藍(lán)式研磨機(jī)調(diào)漆設(shè)備調(diào)漆設(shè)備 根據(jù)工藝技術(shù)特性，調(diào)漆釜主要由電機(jī)，減速機(jī)，低速分散機(jī)，攪拌機(jī)，釜體構(gòu)成，其應(yīng)集分散、混合于一體，運(yùn)行時(shí)能使物料快速均勻混合，并有效的消除死角及物料掛壁。 一般需要： 1.動(dòng)力強(qiáng)勁 2.混合勻度高 3.混合效率快 4.出入料方便 5.占地面積小 6.生產(chǎn)效率高 7.色漆無(wú)色差調(diào)漆釜調(diào)漆釜過(guò)濾設(shè)備過(guò)濾設(shè)備 漆料在生產(chǎn)過(guò)程中，不可防止會(huì)混入

13、飛塵、雜質(zhì)；在生產(chǎn)、輸送和儲(chǔ)存中密封不好，導(dǎo)致產(chǎn)生漆皮；沒(méi)有研磨分散好的粗粒子，這些雜質(zhì)、結(jié)皮、粗粒子如果不處理掉，必將影響漆料的質(zhì)量，因此在灌裝前，需要進(jìn)行過(guò)濾。 常見(jiàn)的過(guò)濾設(shè)備有過(guò)濾籮篩、 振動(dòng)篩、壓濾籮、袋式過(guò)濾機(jī)、管式過(guò)濾機(jī)、旋轉(zhuǎn)過(guò)濾機(jī)和自清潔式過(guò)濾機(jī)等。過(guò)濾籮篩過(guò)濾籮篩 過(guò)濾籮篩將規(guī)定網(wǎng)眼的銅絲網(wǎng)或尼龍絲網(wǎng)繃在籮圈上，放置于不銹鋼漏斗中，就成為過(guò)濾籮。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低價(jià)、清洗方便。缺點(diǎn)：凈化精度不高，過(guò)濾速度慢，溶劑揮發(fā)快，勞動(dòng)條件差。人工刮動(dòng)時(shí)還易將籮面刮破，不環(huán)保。振動(dòng)篩振動(dòng)篩 振動(dòng)篩振動(dòng)篩主要由篩網(wǎng)機(jī)構(gòu)、振動(dòng)結(jié)構(gòu)和基座組成。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，換色清洗方便。缺點(diǎn)：篩孔較小，如

14、果乳膠漆粘度較高，過(guò)濾速度慢，不環(huán)保。壓濾籮壓濾籮 壓濾籮在快開(kāi)頂蓋的圓筒體內(nèi)，懸吊布滿小孔的過(guò)濾筒，在過(guò)濾筒內(nèi)鋪滿金屬絲網(wǎng)或絹布，乳膠漆進(jìn)入網(wǎng)籃，雜質(zhì)被截留，濾液流出。優(yōu)點(diǎn)：效率較高。缺點(diǎn)：清洗更換籃網(wǎng)不方便。旋轉(zhuǎn)過(guò)濾機(jī)旋轉(zhuǎn)過(guò)濾機(jī) 旋轉(zhuǎn)過(guò)濾機(jī)立式立筒，內(nèi)有一個(gè)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的圓柱形濾網(wǎng)。優(yōu)點(diǎn)：使用方便，過(guò)濾速度快，連續(xù)使用，占地小，不需人一直看管。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難。袋式過(guò)濾機(jī)袋式過(guò)濾機(jī) 袋式過(guò)濾機(jī)由筒體、金屬網(wǎng)袋和濾袋組成。一般裝有壓力表，通過(guò)適當(dāng)加壓，讓濾液流出。 壓力升高時(shí)，后期過(guò)濾阻力增大，壓力到達(dá)0.4Mpa時(shí)應(yīng)停機(jī)更換濾袋。 優(yōu)點(diǎn)： 使用范圍廣，可過(guò)濾色漆、清漆、溶劑，也可過(guò)濾粘度

15、較高的乳膠漆，過(guò)濾速度較快。 缺點(diǎn)： 濾袋價(jià)高，過(guò)濾本錢(qián)高，需時(shí)常更換濾袋，消耗時(shí)間，廢棄濾袋為固廢垃圾，難處理。袋式過(guò)濾機(jī)袋式過(guò)濾機(jī)管式過(guò)濾機(jī)管式過(guò)濾機(jī) 管式過(guò)濾器主要由主管、支管、濾筒、法蘭、法蘭蓋及緊固件等組成，當(dāng)流體通過(guò)主管進(jìn)入濾筒后，固體雜質(zhì)顆粒被阻擋在濾筒內(nèi)，而潔凈的流體通過(guò)濾筒由過(guò)濾器出口排出。當(dāng)需要清洗時(shí)，旋開(kāi)支管底部螺塞，排凈流體，拆卸法蘭蓋，取出濾筒，清洗后重新裝入即可。 優(yōu)點(diǎn)：更換濾芯方便，適用范圍廣，使用簡(jiǎn)單，占用空間小，適用壽命長(zhǎng)。 缺點(diǎn)：濾筒本錢(qián)高易耗，使用本錢(qián)高。管式過(guò)濾機(jī)管式過(guò)濾機(jī)自清洗過(guò)濾機(jī)自清洗過(guò)濾機(jī) 自清洗過(guò)濾器，以泵將漆料送入過(guò)濾室，過(guò)濾室豎直裝有濾板，

16、濾液由出料板抽出，其中一局部反沖洗濾板，濾渣北沖下沉到底部，可排出，因反沖洗是濾網(wǎng)保持良好的過(guò)濾性能。 優(yōu)點(diǎn)： 過(guò)濾精度高，性能穩(wěn)定可靠，節(jié)約耗材本錢(qián)，減少人力本錢(qián)。 缺點(diǎn)： 不宜處理粘度過(guò)高的涂料，固渣處理較麻煩。自清洗過(guò)濾機(jī)自清洗過(guò)濾機(jī)自清洗過(guò)濾機(jī)改進(jìn)版本自清洗過(guò)濾機(jī)改進(jìn)版本 自清洗過(guò)濾機(jī)的根底上，衍生出一些改進(jìn)版本： 1.加刮刀式； 2.全自動(dòng)式； 3.系統(tǒng)集成式； 4.我們現(xiàn)在重點(diǎn)研發(fā)的帶除渣功能的自清洗刮壁式過(guò)濾機(jī)不僅具有自清洗，最重要的能除渣一體，而且能做成系統(tǒng)式。在當(dāng)今環(huán)保壓力下，具有廣泛的市場(chǎng)前景，國(guó)內(nèi)還未有同類產(chǎn)品研發(fā)成功。過(guò)濾網(wǎng)選過(guò)濾網(wǎng)選擇擇 中選擇袋式過(guò)濾機(jī)和自清潔式過(guò)濾

17、機(jī)時(shí) 底漆采用120目過(guò)濾；面漆用180目過(guò)濾，或先120目過(guò)濾，再用180目過(guò)濾，提高過(guò)濾效率。 中選用管式過(guò)濾器時(shí) 對(duì)于金屬閃光漆，由于金屬粉有一定顆粒度，宜采用40m濾芯過(guò)濾，并使過(guò)濾機(jī)處于循環(huán)狀態(tài)，用循環(huán)閥調(diào)節(jié)過(guò)濾機(jī)壓力，使過(guò)濾機(jī)壓力穩(wěn)定在1.01.5Pa。灌裝設(shè)備灌裝設(shè)備 自動(dòng)灌裝機(jī)一般由機(jī)架、灌裝裝置、壓蓋裝置、送桶裝置和自動(dòng)化、半自動(dòng)化控制系統(tǒng)組成。 按計(jì)量方式分為質(zhì)量式和容積式灌裝機(jī)。 按動(dòng)力裝置分為自動(dòng)平移式液體灌裝機(jī)，活塞式直線灌裝機(jī)，旋轉(zhuǎn)式灌裝。 灌裝機(jī)由于系統(tǒng)的灌裝精度要求極高，質(zhì)量流量計(jì)作為測(cè)量?jī)x表是其核心部件。 灌裝機(jī)具有自動(dòng)化程度高，控制技術(shù)先進(jìn)的特點(diǎn)。灌裝設(shè)備灌

18、裝設(shè)備輸送設(shè)備輸送設(shè)備 涂料生產(chǎn)廠中，原料，半成品、成品需要運(yùn)輸，不同物料需要不同輸送設(shè)備，涂料生產(chǎn)過(guò)程中常用到以下設(shè)備：1.液料輸送泵，包括隔膜泵、內(nèi)齒輪泵和螺桿泵。 隔膜泵隔膜泵無(wú)密封件，易損件少，不會(huì)造成乳液和乳膠漆破乳； 內(nèi)齒輪泵內(nèi)齒輪泵運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低，輸送液體黏度范圍廣，可輸 送對(duì)剪切敏感的液體； 單螺桿泵單螺桿泵可輸送乳液、顏料、填料漿和乳膠漆，三螺桿泵 一般只輸送乳液，不能輸送含腐蝕性固體的液體。2.螺旋輸送機(jī) 大型涂料生產(chǎn)企業(yè)中，粉料的水平輸送一般采用螺旋輸送機(jī)，主要特點(diǎn)是密封性好，保持環(huán)境衛(wèi)生。輸送能力與直徑和轉(zhuǎn)速有關(guān)。3.粉體輸送泵 粉體垂直輸送時(shí)，一般選用粉料輸送泵。粉料輸送泵分倉(cāng)式輸送泵和螺旋輸送泵。4.其他輸送設(shè)備 其它輸送設(shè)備包括小推車(chē)、電動(dòng)葫蘆和叉車(chē)。計(jì)量設(shè)備計(jì)量設(shè)備 涂料配方、配色和灌裝時(shí)，都需要用到計(jì)量設(shè)備。 1.液體原料一般采用 流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量； 2.粉體原料一般選用帶傳感器的配料倉(cāng)進(jìn)行計(jì)量； 3.儲(chǔ)罐中的物料一般使用料位計(jì)進(jìn)行計(jì)量； 4.調(diào)色機(jī)進(jìn)行配色計(jì)量； 5.灌裝機(jī)進(jìn)行灌裝計(jì)量； 6.還會(huì)用到一些磅秤，地秤，電子秤等進(jìn)行稱